智能手機的問世除了帶動移動世代的崛起，更加速通訊技術的革新，在幾年間，資料傳輸率的增加讓使用者享受高速移動網絡新體驗，3G、4G、5G 的議題熱度也始終居高不下，并躍居產官學研等單位的研究主題。但是一般人對4G 乃至于5G 的認知，就是手機上網的速度更快，并不了解背后的科學含意，本文將從不同通訊世代的角度切入，一步步帶領讀者認識這些技術背后的原理，到底什么是電磁波？什么是頻寬？不同世代的差別又在哪里？移動電話的世代我們常常聽到廣告說：4G LTE，其中G 代表“世代（Generation）”，4G 代表第四代，是為了與之前的第二代（2G）、第三代（3G）移動電話做出區隔，我們以目前全球市占率最高的歐洲系統來說明，這也是目前臺灣所使用的系統： · 第二代移動電話（2G）：GSM 系統只支持線路交換（注）的語音通道，主要透過語音通道打電話與傳送簡訊，GPRS 系統支持封包交換因此可以上網，但是由于利用語音通道傳送資料封包，因此上網的速度很慢。 · 第三代移動電話（3G）：UMTS 系統支持封包交換（注），可以用更快的速度上網，由于3G 的手機同時支持2G ，因此當我們使用3G 的手機講電話或傳簡訊時，其實是使用GSM 系統的語音通道來完成。 · 第四代移動電話（4G）：LTE / LTE-A 系統支持封包交換，可以用更快的速度上網，由于4G 的手機大多同時支持3G 與2G，因此在手機找不到LTE 基地臺時仍然會以UMTS 基地臺上網，講電話或傳簡訊時仍然是使用GSM 系統的語音通道來完成。其實4G 使用的LTE 系統由于資料傳輸率很高，可以直接將語音資料切割成封包來傳送，原理就和Skype 網絡電話一樣，可以讓音質更好，但是封包交換通常費用是以資料傳輸率來計算，等于使用者講再久費用都一樣，對電信公司來說如何收到更多錢是個問題；反觀線路交換是計時收費，電信公司能夠賺到更多錢，因此目前臺灣大部份電信公司的4G LTE 提供講電話或傳簡訊時，仍然是使用GSM 系統的語音通道來完成。頻寬的科學含意一般人對通訊世代的認知就是愈后面的世代表示頻寬（Bandwidth）愈寬，頻寬就好像高速公路，頻寬愈寬就好像高速公路愈寛（車道愈多），代表行車速度愈快，也就是通訊時資料傳輸率愈高；再講簡單一點，就是手機上網的速度更快，這樣的觀念是對的，但是這種認知是不科學的，要解釋頻寬，我們需要從電磁波說起。